焊條由焊芯及藥皮兩部分構成。其種類不同,焊芯也不同。焊芯成分直接影響著焊縫金屬的成分和性能,所以焊芯中的有害元素要盡量少。焊接碳鋼及低合金鋼的焊芯, 一般都選用低碳鋼作為焊芯,并添加錳、硅、鉻、鎳等成分(詳見焊絲國家標準G1300一77)。采用低碳的原因一方面是含碳量低時鋼絲塑性好,焊絲拉拔比較容易,另一方面可降低還原性氣體CO含量,減少飛濺或氣孔,并可增高焊縫金屬凝固時的溫度,對仰焊有利。加入其他合金元素主要為焊縫的綜合機械性能,同時對焊接工藝性能及去除雜質,也有一定作用。高合金鋼以及鋁、銅、鑄鐵等其他金屬材料,其焊芯成分除要求與被焊金屬相近外,同樣也要控制雜質的含量,并按工藝要求常加入某些特定的合金元素。焊條就是涂有藥皮的供焊條電弧焊使用的熔化電極,它是由藥皮和焊芯兩部分組成的。在焊條前端藥皮有45°左右的倒角,這是為了便于引弧。在尾部有一段裸焊芯,約占焊條總長1/16,便于焊鉗夾持并有利于導電。焊條的直徑實際上是指焊芯直徑)通常為2、2.5、3.2或3、4、5或6mm等幾種規格,常用的是小3.2、小4、小5三種,其長度“L”一般在200~550 mm之間。
焊芯
焊條中被藥皮包覆的金屬芯稱為焊芯。焊芯一般是一根具有一定長度及直徑的鋼絲。焊接時,焊芯有兩個作用:一是傳導焊接電流,產生電弧把電能轉換成熱能,二是焊芯本身熔化作為填充金屬與液體母材金屬熔合形成焊縫。
焊條焊接時,焊芯金屬占整個焊縫金屬的一部分。所以焊芯的化學成分,直接影響焊縫的質量。因此,作為焊條芯用的鋼絲都單規定了它的牌號與成分。如果用于埋弧自動焊、電渣焊、氣體保護焊、氣焊等熔焊方法作填充金屬時,則稱為焊絲。
考慮焊接結構特點及受力條件
對結構形狀復雜、剛性大的厚大焊接件,由于焊接過程中產生很大的內應力,易使焊縫產生裂紋,應選用抗裂性能好的堿性低氫焊條。對受力不大、焊接部位難以清理干凈的焊件,應選用對鐵銹、氧化皮、油污不敏感的酸性焊條。對受條件限制不能翻轉的焊件,應選用適于全位置焊接的焊條。
藥皮的主要成分決定了焊條的藥皮類型,常見的藥皮類型有:
鈦型:含有氧化鈦35%以上。鈦鈣型:含有氧化鈦30%以上,碳酸鹽20%以下。
鈦鐵礦型:含有鈦鐵礦30%以上。氧化鐵型:含有多量的氧化鐵及較多的錳鐵脫氧劑。
高纖維素鈉型:含有有機物15%以上,氧化鈦30%左右。
高纖維素鉀型:含有有機物15%以上,氧化鈦30%左右。
低氫鈉型:含有鈣、鎂的碳酸鹽和螢石。
低氫鉀型:含有鈣、鎂的碳酸鹽和螢石。
鐵粉低氫型:含有鈣、鎂的碳酸鹽、螢石和鐵粉。
石墨型:含有多量石墨。
鹽基型:含有氯化物和氟化物。
這些分類方法可以幫助用戶根據具體的應用場景選擇合適的焊條。
選用原則
考慮母材的性能和化學成分:要使焊條的熔敷金屬化學成分與母材相近,以焊縫的力學性能和其他使用性能與母材相匹配。例如,焊接 Q235 碳鋼時,可選用 E43 系列的碳鋼焊條;焊接 1Cr18Ni9Ti 不銹鋼時,應選用 E347 等相應的不銹鋼焊條。
考慮焊接結構的特點和使用要求:對于承受動載荷或沖擊載荷的焊接結構,應選用熔敷金屬韌性和抗裂性較好的焊條,如低氫型焊條;對于在高溫、低溫或腐蝕介質等特殊環境下工作的焊接結構,要選用具有相應耐溫、耐蝕性能的焊條。例如,焊接低溫容器時,需選用能低溫韌性的焊條。
考慮焊接工藝條件和設備:如果焊接設備為交流焊機,應選用適用于交流電源的焊條,如鈦鈣型焊條;若采用直流焊機,則可選用各種類型的焊條,但對于一些對電弧穩定性要求較高的焊條,如低氫型焊條,采用直流反接效果更好。此外,還要考慮施工現場的焊接位置、焊接速度等工藝條件,選擇合適的焊條,以焊接質量和效率。
鑄鐵焊條
預熱焊件:為了減少焊接應力和防止產生白口組織及裂紋,焊接前對鑄鐵焊件進行預熱,預熱溫度根據鑄鐵的類型、焊件的結構和厚度等因素而定,一般在 300 - 700℃之間。
采用合理的焊接工藝:焊接時應采用小電流、分段焊、斷續焊等工藝,避免焊縫過熱,減少焊接應力。同時,要注意焊條的擺動幅度和速度,焊縫根部熔合良好,防止出現未焊透和夾渣等缺陷。
焊后保溫緩冷:焊后應立即用石棉布等保溫材料覆蓋焊件,使其緩慢冷卻,以減少應力集中,防止產生裂紋。對于一些重要的鑄鐵焊件,還可進行焊后熱處理,如去應力退火等。
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